Η έρευνα του Νικολάου επικεντρώνεται στη χημική σύνθεση, το μοριακό σχεδιασμό και τη μοριακή αναγνώριση, καθώς επίσης τις βιολογικές ενέργειες μορίων.
Cercetările lui Nicolaou se concentrează asupra sintezei chimice, structurii moleculare şi recunoaşterii moleculare, precum şi asupra acţiunilor biologice ale moleculelor.